JP5001869B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートベルト着用の有無等、被保護物の状況に応じてエアバッグ本体の内圧が調整できる内圧調整手段を備えたエアバッグ装置に関する。

従来、自動車等の車両には、車両が衝突した際の衝撃から乗員を保護するエアバッグが設置されている。

このエアバッグには、運転者や助手席の乗員を保護するものの他に、後部座席の乗員や、車両が側面衝突したり、横転した際の衝撃から乗員を保護するもの等、種々のものが実用化されており、設置する場所に応じてエアバッグの形状等が異なっているが、その多くは、車両が衝突した際、インフレータより発生される高圧ガスにより袋状のエアバッグ本体を膨張展開させて、衝突時の衝撃をエアバッグ本体により吸収緩和することにより、衝撃から乗員を保護する構造が採用されている。

一方、従来のエアバッグは、インフレータより噴出される高圧ガスにより瞬時にエアバッグ本体を膨張させ、その後所定の方向へ展開させる構造となっているため、膨張展開初期にエアバッグ本体に近接して着座する乗員等が当ることになる。

このため従来では、エアバッグ本体の膨張展開初期に乗員等がエアバッグに近接している場合、これを事前に検知してエアバッグ本体の膨張圧を調整することにより衝撃を緩和したり、インフレータを複数設置して、膨張展開初期は１個のインフレータより高圧ガスを噴出させ、その後複数のインフレータより高圧ガスを噴出させて、エアバッグ本体を所定形状に展開させるようにした車両用エアバッグが提案されている。

また別の方法として、エアバッグの膨張初期時は内圧の上昇を制限し、エアバッグに乗員が拘束されると、十分に高い内圧まで上昇するようにしたエアバッグ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そしてかかるエアバッグ装置には、バッグ本体のベントホール部分に、バッグ本体の初期膨張展開段階ではベントホールよりガスの放出を許容する調整手段が設けられている。

また初期膨張展開段階から後続展開段階へ移行すると、バッグ本体の展開状態に応じて調整手段によりベントホールが閉鎖されて、ベントホールからのガスの放出を遮断するようになっている。

これによってバッグ本体の初期膨張展開段階では、バッグ本体内のガスの一部がベントホールより放出されるため、膨張展開初期における衝撃を緩和することができる効果が得られる。

またバッグ本体が膨張展開初期より後続展開段階へ移行すると、バッグ本体の展開状態に応じて調整手段によりベントホールが遮断されて、バッグ本体内の内圧が迅速に上昇するため、バッグ本体により乗員が拘束されたときには、バッグ本体内の内圧が十分に高い圧力まで上昇されており、これによって乗員を確実に拘束することができる効果が得られるようになっている。
特開２００４−１４８６３号公報

しかしエアバッグ本体の膨張展開初期に乗員等がエアバッグに近接しているのを事前に検知して、エアバッグ本体の膨張圧を調整する膨張圧を調整するようにしたエアバッグ装置では、エアバッグ本体に設けられたベントホールの開口面積を電磁的開閉手段で調整したり、乗員等を検知する検知手段を必要とするため、装置が複雑かつ高価となる可能性がある。

一方、前記特許文献１に記載のエアバッグ装置では、バッグ本体の膨張展開初期段階にベントホールが開放状態にあるため、膨張展開初期には衝撃を緩和できる効果が得られる反面、膨張展開初期はバッグ本体からのガスロスが大きくなるので、それを見込んで大容量のインフレータを用いる必要があり、それによって、エアバッグ装置全体として大きく、重くなる傾向になると共に、コストアップするという問題を生ずる虞がある。

またシートベルト等で固定せずに荷物等の障害物を助手席に置いたり、障害物が大きくてエアバッグ装置に近接している状態においても同様に、バッグ本体の膨張展開初期の拘束力が弱くなるおそれがある。

本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、シートベルト着用の有無等、被保護物の情況に応じてエアバッグ本体の内圧が調整できる内圧調整手段を備えたエアバッグ装置を提供することを目的とするものである。

本発明のエアバッグ装置は、車両が衝突した際インフレータより噴出される高圧ガスにより乗員側へ膨張展開されるエアバッグ本体と、前記エアバッグ本体に設けられ、かつ前記エアバッグ本体の展開状態に応じてベントホールの開度を複数段階に調整自在な内圧調整手段と、前記内圧調整手段に一端側が接続されたテザーベルトと、前記テザーベルトの他端側を係脱自在に係止する係止手段とを備え、展開状態における前記エアバッグ本体が低反力を必要とするときには、前記係止手段により前記テザーベルトの他端側を係止して、前記エアバッグ本体の展開初期に前記内圧調整手段を全開状態にし、その後前記エアバッグ本体が最終展開状態になるまで前記内圧調整手段を半開状態にし、展開状態における前記エアバッグ本体が高反力を必要とするときには、前記係止手段による前記テザーベルトの係止を解除して、前記エアバッグ本体の展開初期を過ぎたときから最終展開状態まで前記内圧調整手段を全閉状態にすることを特徴とするものである。

前記構成により、展開初期状態のエアバッグ本体に障害物が当接しても、エアバッグ本体内の高圧ガスが全開状態にある内圧調整手段から外部へ放出されて、エアバッグ本体の内圧が低減されるため、被保護物をソフトに拘束することができる。

また、インストルメントパネルのエアバッグ装置設置部分に障害物が近接していた場合でも、強い拘束力が得られて被保護物をしっかりと拘束することができる。

本発明のエアバッグ装置は、内圧調整手段を、エアバッグ本体内と連通する有底のカバーと、カバーの底部に開口された外側ベントホールと、底部の内側に接離自在に縫着され、かつ外側ベントホールと互い違いとなる位置に内側ベントホールが開口された弁部材とから構成し、テザーベルトの一端側を弁部材に接続するように構成してもよい。

前記構成により、エアバッグ本体を折り畳む際に、内圧調整手段の内外ベントホールが重なるように内圧調整手段を折り畳むことにより、エアバッグ本体の展開状態に応じて開度が複数段階に調整できる内圧調整手段が得られるため、複雑な弁構造を採用した従来のエアバッグ装置に比べて安価に提供することができる。

本発明のエアバッグ装置は、係止手段を、シートベルト着用時に車両の衝突が発生した場合はテザーベルトの係止状態を維持し、シートベルトを着用していないときに衝突が発生した場合にテザーベルトの係止状態を解除するパイロアクチュエータ或いは電磁ソレノイドにより形成するように構成してもよい。

前記構成により、既存のパイロアクチュエータや電磁ソレノイドが係止手段に採用できるため、エアバッグ装置のコスト低減が図れる。

本発明のエアバッグ装置によれば、エアバッグ本体の展開初期には、内圧調整手段によりエアバッグ本体の内圧が低減されるため、例えば展開初期にシートベルトを着用した乗員や、シートベルトで座席に固定した障害物がエアバッグ本体に当接しても、乗員や障害物をソフトに拘束することができる。

また乗員がシートベルトをせずに助手席に着席していたり、助手席に置いた障害物をシートベルトで固定しない状態のときに車両が衝突した場合には、展開初期を過ぎるとエアバッグ本体の内圧が急激に上昇するため、十分な拘束力が得られるようになる。

本発明を助手席用エアバッグ装置に適用した実施の形態を、図面を参照して詳述する。

図１はエアバッグ装置のエアバッグ本体が車内で展開された状態を示す断面図、図２はエアバッグ本体を形成する基布の展開図、図３は内圧調整手段の拡大斜視図、図４は内圧調整手段の分解斜視図、図５はインフレータ付近に設置された係止手段の斜視図、図６は内圧調整手段を折り畳んだ状態の外側の斜視図、図７は内圧調整手段を折り畳んだ状態の内側の斜視図、図８ないし図１０はエアバッグ本体の膨張展開過程を示す作用説明図、図１１はエアバッグ本体が展開される過程の内圧の変化を示す線図である。

図１及び図２に示すエアバッグ本体１は、助手席（図示せず）前方の例えばインストルメントパネル５内に設置された助手席用エアバッグ装置に使用するもので、全体がナイロン等の織布を裁断することにより形成された複数枚、例えば２枚の基布１ａの周縁部を縫い糸１０により互いに縫着することにより、気密性を有する袋状に形成されている。

エアバッグ本体１を構成する２枚の基布１ａは、図２に示すように車両の進行方向に対して前方となる前辺１ｂに連続する左右側辺１ｃが後方（乗員側）へ順次幅広となるほぼ台形となっていて、幅広となった左右側辺１ｃの後端側は、円弧状に湾曲された側端辺１ｄに連続している。

各側端辺１ｄの中央側端部は、側端辺１ｄとほぼ同曲率の円弧状に形成された正面側辺１ｅに連続していて、側端辺１ｄと正面側辺１ｅの辺長はほぼ同じ長さとなっている。

各正面側辺１ｅの後端は、前辺１ｂと平行する後辺１ｆに連続していて、側端辺１ｄと正面側辺１ｅを縫い糸１０で縫合した際、左右側辺１ｃと側端辺１ｄが連続する角部１ｇ及び正面側辺１ｅと後辺１１ｆが連接する角部１ｈが互いに合致するようになっている。

またエアバッグ本体１が膨張展開した際、乗員と対向する面が乗員拘束面１ｊとなっていて、乗員拘束面１ｊと対向する前端側は、順次断面積が減少するようになっており、最小断面積部分となる前辺１ｂにガス導入口１ｋが開口されている。

エアバッグ本体１のガス導入口１ｋは、エアバッグ本体１を折り畳んだ状態で収納するケース２の開口部に気密に取り付けられており、ケース２の底板２ａに、車両が衝突した際高圧ガスを噴出するインフレータ３が取り付けられている。

インフレータ３には、例えばディスク型インフレータが採用されていて、車両の衝突時高圧ガスを噴出するガス噴出部３ａがケース２内に位置するように、ケース２の底板２ａに図５に示すように取り付けられており、インフレータ３のガス噴出部３ａ近傍に、後述する係止手段４が設置されている。

エアバッグ本体１が膨張展開された際に上側となる基布１ａには、膨張展開初期に展開が完了する位置に角孔状の開口部１ｍが開口されていて、この開口部１ｍを塞ぐように内圧調整手段６が設けられている。

内圧調整手段６は、エアバッグ本体の展開過程において全開状態と半開状態及び全閉状態の複数段階に開閉することにより、エアバッグ本体１内の内圧を調整するもので、エアバッグ本体１と同様なナイロン等の織布により箱状に形成され、かつ基布１ａ側が開口するカバー６ａを有していて、カバー６ａの開口縁が縫い糸１１により開口部１ｍの開口縁に気密に縫着されている。

エアバッグ本体１の基布１ａに開口された開口部１ｍと対峙するカバー６ａの底部６ｂには、例えば中央より左側に寄った位置に、円形状の外側ベントホール６ｃが開口されており、底部６ｂの内側には、この外側ベントホール６ｃを閉鎖するように弁部材６ｄが設けられている。

弁部材６ｄは、カバー６ａと同様なナイロン等の織布によりカバー６ａの底部６ｂとほぼ同じ大きさに形成されていて、両端部が縫い糸８により底部６ｂの内側に縫着されており、エアバッグ本体１内の内圧が開口部１ｍよりカバー６ａ内に導入されると、内圧により弁部材６ｄが底部６ｂの内側に密着されて、弁部材６ｄにより底部６ｂに開口された外側ベントホール６ｃが図３に示すように全閉されるようになっている。

また弁部材６ｄには、底部６ｂに開口された外側ベントホール６ｃと合致しない位置、例えば中央より左側に寄った位置に、内側ベントホール６ｅが開口されている。

内側ベントホール６ｅは、外側ベントホール６ｃとほぼ同径の円形状に形成されていて、エアバッグ本体１内の内圧がカバー６ａ内に導入されると、内圧により弁部材６ｄが底部６ｂの内側に密着されて、弁部材６ｄに開口された内側ベントホール６ｅが底部６ｂにより図３に示すように全閉されるようになっている。

弁部材６ｄの前面には、中央付近にテザーベルト７の一端部が縫着されている。

テザーベルト７は、ナイロン等の織布を紐状に縫製したもので、エアバッグ本体１の展開初期に圧力調整手段６のカバー６ａが展開された際に緊張するように予め長さが設定されており、テザーベルト７の他端側はエアバッグ本体１内を通ってガス導入口１ｋよりケース２内に延出されていて、テザーベルト７の他端部に形成された環状部７ａが図５に示すように係止手段４の作動杆４ａに係止されている。

係止手段４は、助手席に設けられたシートベルトの着用の有無を検出するシートベルト着用検出手段（図示せず）からのシートベルト着用有無信号により動作する駆動部４ｂを有しており、駆動部４ｂにより進退動作される作動杆４ａの先端は、進出時ストッパ４ｃに当接されている。

駆動部４ｂは、例えば火薬により動作するパイロアクチュエータや、電磁ソレノイド等により形成されていて、平時はシートベルト着用検出手段からシートベルト着用信号の有無にかかわらずテザーベルト７の他端側を係止しており、図示しない衝突センサより衝突感知信号が送られてきたときに、シートベルト着用検出手段から送られてくる信号がシートベルト着用有りの場合は、駆動部４ｂは動作せずにテザーベルト７の係止状態を維持し、シートベルト着用無しの場合は、駆動部４ｂが作動杆４ａを退入させて、テザーベルト７の係止状態を解除するようになっている。

次に前記構成されたエアバッグの作用を図６ないし図１０を参照して説明する。

エアバッグ本体１は、所定の順序で折り畳んでケース２内に収納するが、エアバッグ本体１を折り畳む前に、まず内圧調整手段６のカバー６ａ部分を折り畳む。

カバー６ａ部分を折り畳みに当っては図６及び図７に示すように、まず弁部材６ｄに開口された内側ベントホール６ｅがカバー６ａ底部６ｂに開口された外側ベントホール６ｃに重なるようにして、内外ベントホール６ｃ，６ｅが全開状態となるようにカバー６ａと弁部材６ｄを弛ませ、この状態を維持しながらエアバッグ本体１を所定形状に折り畳む。

エアバッグ本体１の折り畳みが完了したら、折り畳み形状が崩れないように不織布等からなるプロテクタ（図示せず）内に収容し、折り畳み形状を保持したままエアバッグ本体１をケース２内に収納して、エアバッグ本体１とインフレータ３が一体となったエアバッグ装置を組み立てる。

このとき一端が内圧調整手段６の弁部材６ｄに縫着され、他端が係止手段４の係止杆４ａに係止されたテザーベルト７は、エアバッグ本体１内で弛緩された状態にあり、組み立てが完了したエアバッグ装置は、助手席前方のインストルメントパネル内の所定位置に設置されて使用に供される。

一方、車両が衝突したのを衝突センサが感知すると、衝突センサから送られる信号によりインフレータ３が動作して、ガス噴出部３ａからケース２内に高圧ガスが噴出される。

このときシートベルト着用検出手段からシートベルト着用有りの信号が信号線９を介して係止手段６に入力されていると、係止手段６の駆動部６ｂは動作しないため、テザーベルト７の他端側は、係止手段６の作動杆６ａにより係止状態が維持される。

その後、ケース２内に噴出された高圧ガスがガス導入口１ｋからエアバッグ本体１内に流入して、エアバッグ本体１の膨張が開始されると、この膨張圧によりエアバッグ装置の上方を覆うカバー体がテアライン（何れも図示せず）より開裂されて、ケース２上方のカバー体が扉状に開放され、エアバッグ本体１の展開が開始される。

またエアバッグ本体１の展開初期には、まずエアバッグ本体１のガス導入口１ｋ近傍に設けられた内圧調整手段６のカバー６ａが図８に示すように展開されるが、このときテザーベルト７は、まだ弛んだ状態にあるため、カバー６ａの底部６ｂに開口された外側ベントホール６ｃと弁部材６ｄに開口された内側ベントホール６ｅは互いに重なった全開状態にあって、エアバッグ本体１内に導入された高圧ガスの一部は内外ベントホール６ｃ，６ｅより外部へ排出される。

これによってシートベルトをして助手席に着席している乗員がインストルメントパネル５のエアバッグ装置設置部分に近接していたため、展開初期状態のエアバッグ本体１に乗員が当接したり、シートベルトにより助手席に固定した荷物等の障害物が大きすぎて、インストルメントパネル５のエアバッグ設置部分に障害物が近接していたため、展開初期状態のエアバッグ本体１に障害物が当接しても、エアバッグ本体１内の高圧ガスが全開状態にある内外ベントホール６ｃ，６ｅから外部へ放出されて、図１１の曲線Ａに示すようにエアバッグ本体１の展開初期の内圧は、従来のエアバッグの内圧（曲線Ｂ）より低減されることになる。

その後さらにエアバッグ本体１の展開が進むと、一端が係止手段４の係止杆４ａに係止されているテザーベルト７が緊張されて、図９に示すように内圧調整手段６の弁部材６ｄの中央付近をエアバッグ本体１内側へ引くため、いままでカバー６ａの底部６ｂに密着されていた弁部材６ｄが底部６ｂ内面より引き離されて、内側ベントホール６ｅと外側ベントホール６ｃは半開状態となる。

すなわちエアバッグ本体１内の高圧ガスは、弁部材６ｄに開口された内側ベントホール６ｅを通過した後、弁部材６ｄと底部６ｂの間に形成された空間６ｆを経由して、図９に示すように外側ベントホール６ｃより外部へ排出されるが、位置が互い違いとなった内外ベントホール６ｃ，６ｅ及び弁部材６ｄと底部６ｂの間に形成された空間６ｆを高圧ガスが通過する際に流路抵抗を受けることになる。

これによって内外ベントホール６ｃ，６ｅが互いに重なった全開状態に比べて流路抵抗により排気量が減少するため、内圧調整手段６は見かけ上半開状態となってエアバッグ本体１の内圧を適度に維持する。

その後エアバッグ本体１が図１に示す最終展開状態に達して、エアバッグ本体１の乗員拘束面１ｊが乗員に拘束するまで、内圧調整手段６によりエアバッグ本体１の内圧は適度に維持されるため、シートベルトを着用して助手席に着席している乗員を、最終形状に展開されたエアバッグ本体１の乗員拘束１ｊによりソフトに拘束できるようになる。

一方、乗員がシートベルトをせずに助手席に着席していたり、助手席に置いた障害物をシートベルトで固定しない状態のときに車両が衝突した場合、シートベルト着用検出手段からシートベルト着用無しの信号が信号線９を介して係止手段６に入力されているため、係止手段６の駆動部６ｂが動作して作動杆６ａを退入させ、テザーベルト７の係止状態を解除する。

その後、エアバッグ本体１の展開開始とともにガス導入口１ｋ近傍に設けられた内圧調整手段６のカバー６ａが図１０に示すように展開されるが、このときテザーベルト７の他端は係止解除の状態にある。

このためは、内外ベントホール６ｃ，６ｅの全開状態からさらにエアバッグ本体の展開が進行すると、内圧調整手段６のカバー６ａの展開とともに開口部１ｍからカバー６ａ内に流入した高圧ガスにより弁部材６ｄがカバー６ａの底部６ｂ内側に密着されて、弁部材６ｄにより底部６ｂに開口された外側ベントホール６ｃが、また弁部材６ｄに開口された内側ベントホール６ｅが底部６ｂにより図１０に示すように全閉される。

これによって図１１の曲線Ｃに示すように、展開初期にはシートベルト着用時と同様に上昇したエアバッグ本体１の内圧が途中から急激に上昇するため、シートベルトを着用せずに助手席に着席している乗員がインストルメントパネル５のエアバッグ装置設置部分に近接してり、シートベルトをせずに助手席に置いた障害物が大きすぎて、インストルメントパネル５のエアバッグ設置部分に障害物が近接していた場合でも、十分な拘束力を有するエアバッグ本体１の乗員拘束面１ｊにより乗員や障害物を確実に拘束することができるようになる。

なお前記実施の形態では、助手席用エアバッグ装置に適用した場合について説明したが、助手席以外に設置するエアバッグ装置に適用しても勿論よい。

又、被保護物の状況を検出するために、上記実施例ではシートベルトの着用有無を金具(タング)がバックルにロックされたか否かで判断するようにしたが、その他、種々の情報を検出して本発明のエアバッグ装置を制御することができる。例えば、シートの前後位置、背凭れの角度、座面に加わる荷重や負荷面積などにより、乗員の位置や体格を認識し、より好ましい大きさの反力を発生させることができる。

本発明のエアバッグ装置は、シートベルト着用の有無等に応じてエアバッグ本体の内圧が調整できる内圧調整手段を備えることによって、エアバッグ本体の展開初期には、内圧調整手段によりエアバッグ本体の内圧が低減されるため、展開初期にシートベルトを着用した乗員や、シートベルトで座席に固定した障害物がエアバッグ本体に当接しても、乗員や障害物をソフトに拘束することができると共に、乗員がシートベルトをせずに助手席に着席していたり、助手席に置いた障害物をシートベルトで固定しない状態のときに車両が衝突した場合には、展開初期を過ぎるとエアバッグ本体の内圧が急激に上昇して、十分な拘束力が得られるようになるために、シートベルト着用の有無等、被保護物の状況に応じてエアバッグ本体の内圧が調整できる内圧調整手段を備えたエアバッグ装置等に最適である。

本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体が車室内で膨張展開した状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体の展開図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられた内圧調整手段の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられた内圧調整手段の分解斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたインフレータ付近の斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられた内圧調整手段を折り畳んだ状態の外側の斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられた内圧調整手段を折り畳んだ状態の内側の斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体の展開過程を示す作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体の展開過程を示す作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体の展開過程を示す作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置に設けられたエアバッグ本体が展開される過程の内圧の変化を示す線図である。

符号の説明

１ エアバッグ本体
１ａ 基布
１ｊ 乗員拘束面
３ インフレータ
４ 係止手段
６ 内圧調整手段
６ａ カバー
６ｂ 底部
６ｃ 外側ベントホール
６ｄ 弁部材
６ｅ 内側ベントホール
７ テザーベルト

Claims (3)

1. 車両が衝突した際インフレータより噴出される高圧ガスにより乗員側へ膨張展開されるエアバッグ本体と、前記エアバッグ本体に設けられ、かつ前記エアバッグ本体の展開状態に応じてベントホールの開度を複数段階に調整自在な内圧調整手段と、前記内圧調整手段に一端側が接続されたテザーベルトと、前記テザーベルトの他端側を係脱自在に係止する係止手段とを備え、
   展開状態における前記エアバッグ本体が低反力を必要とするときには、前記係止手段により前記テザーベルトの他端側を係止して、前記エアバッグ本体の展開初期に前記内圧調整手段を全開状態にし、その後前記エアバッグ本体が最終展開状態になるまで前記内圧調整手段を半開状態にし、
   展開状態における前記エアバッグ本体が高反力を必要とするときには、前記係止手段による前記テザーベルトの係止を解除して、前記エアバッグ本体の展開初期を過ぎたときから最終展開状態まで前記内圧調整手段を全閉状態にすることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記内圧調整手段を、前記エアバッグ本体内と連通する有底のカバーと、前記カバーの底部に開口された外側ベントホールと、前記底部の内側に接離自在に縫着され、かつ前記外側ベントホールと互い違いとなる位置に内側ベントホールが開口された弁部材とから構成し、前記テザーベルトの一端側を前記弁部材に接続してなる請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記係止手段を、シートベルト着用時に車両の衝突が発生した場合は前記テザーベルトの係止状態を維持し、シートベルトを着用していないときに衝突が発生した場合に前記テザーベルトの係止状態を解除するパイロアクチュエータ或いは電磁ソレノイドにより形成してなる請求項１または２に記載のエアバッグ装置。